运算放大器常见问题解答
双电源供电的放大器能否用于单电源配置？
如何防止过压？
如何解释放大器的负载电流规格？
使用高阻抗源的噪声考虑因素是什么？
哪种电阻值可用于低噪声应用？
单电源使用时的输出摆幅
放大器的容性负载驱动
1.双电源供电的放大器能否用于单电源配置？
Q：我在PLL设计中使用+12/-5V电源运行此元件[AD8610]。现在我发现使用+...
运算放大器
作者：Yoshinori Kusuda
摘要
本文介绍了对一种斩波运算放大器输入电流噪声的理论分析和测量，该放大器具有10 pF输入电容、5.6 nV/√Hz电压噪声PSD和4 MHz
单位增益带宽。当配置的闭环增益更高时，输入电流噪声以输入斩波器处动态电导的热噪声为主。此外，理论分析确定了输入电流噪声的另一个来源—由输入斩波器处动态电导采样的放大器电压噪声所引起。而且，在采样时，...
简介
在超声及成像等各类系统中，模拟信号的电压有时可能突然达到极限值。而诸如ADC驱动器之类的多种下游电路可以对模拟输入信号电平进行限制，以维持其性能。在过驱条件下，这类器件可能过度吸取电流，也可能被驱动至饱和状态，从而延长恢复时间。
在这类系统中，可以利用多种箝位放大器来对输出端的信号偏移进行限制，以保护下游器件。目前，多数箝位放大器都依赖于一种称为输出箝位放大器(OCA)...
作者：Robert Brennan
锁相环 (PLL) 和压控振荡器 (VCO) 输出特定频率的 RF 信号，理想情况下此信号应当是输出中的唯一信号。但事实上，输出中存在干扰杂散信号和相位噪声。本文讨论最麻烦的杂散信号之一——整数边界杂散——的仿真与消除。
仅可工作在鉴频鉴相器参考频率整数倍的 PLL 和 VCO 组合(PLL/VCO) 称为整数 N 分频 PLL。...
"运算放大器和负反馈，会使我们设计一个放大电路变得更加容易，并获得更加出色的放大电路指标。"——杨建国。 《新概念模拟电路》系列第二本《负反馈和运算放大器基础》从理论和运算推导入手，用数个形象化的生活场景类比，数十个实用运放电路案例解析，300多页的篇幅，将复杂的负反馈和运算放大器基础知识不留死角讲清楚了。
杨教授认为，模拟电子技术犹如"语文之于知识分子，数学之于理工科，电路之于电类"...
"运算放大器和负反馈，会使我们设计一个放大电路变得更加容易，并获得更加出色的放大电路指标。"——杨建国。 《新概念模拟电路》系列第二本《负反馈和运算放大器基础》从理论和运算推导入手，用数个形象化的生活场景类比，数十个实用运放电路案例解析，300多页的篇幅，将复杂的负反馈和运算放大器基础知识不留死角讲清楚了。
杨教授认为，模拟电子技术犹如"语文之于知识分子，数学之于理工科，电路之于电类"一样...
"运算放大器和负反馈，会使我们设计一个放大电路变得更加容易，并获得更加出色的放大电路指标。"——杨建国。 《新概念模拟电路》系列第二本《负反馈和运算放大器基础》从理论和运算推导入手，用数个形象化的生活场景类比，数十个实用运放电路案例解析，300多页的篇幅，将复杂的负反馈和运算放大器基础知识不留死角讲清楚了。
杨教授认为，模拟电子技术犹如"语文之于知识分子，数学之于理工科，电路之于电类"一样...
即使是考虑到运放所有的已知及未知阻抗负载，运算放大器的输出中始终含有无法基于输入信号和完全已知的闭环传递函数进行预测的信号。这种不确定信号被称为噪声。
导致噪声产生的因素可能是放大器电路本身，可能是其反馈环路中使用的元件，也可能是电源；噪声也可能从附近（或较远的地方）的噪声源藕合或感应至输入、输出、地回路或测量电路之中的。
无疑，我们对噪声的关注程度取决于两点:...
运算放大器输出电压相位反转
本教程讨论两个与运算放大器相关的话题：输出相位反转和输入过压保护。
超过输入共模电压(CM)范围时，某些运算放大器会发生输出电压相位反转问题。其原因通常是运算放大器的一个内部级不再具有足够的偏置电压而关闭，导致输出电压摆动到相反电源轨，直到输入重新回到共模范围内为止。图1所示为电压跟随器的输出相位反转情况。注意，输入可能仍然在电源电压轨内，...
Eric Modica 和 Michael Arkin
当运算放大器的输入电压超过额定输入电压范围，或者在极端情况下，超过放大器的电源电压时，放大器可能发生故障甚至受损。本文讨论过压状况的一些常见原因和影响，为无保护的放大器增加过压保护是如何的麻烦，以及集成过压保护的新型放大器如何能为设计工程师提供紧凑、鲁棒、透明、高性价比的解决方案。
所有电子器件的可耐受电压都有一个上限，...
简介
即使是考虑到运放所有的已知及未知阻抗负载，运算放大器的输出中始终含有无法基于输入信号和完全已知的闭环传递函数进行预测的信号。这种不确定信号被称为噪声。导致噪声产生的因素可能是放大器电路本身，可能是其反馈环路中使用的元件，也可能是电源，噪声也可能从附近（或较远的地方）的噪声源耦合或感应至输入、输出、地回路或测量电路之中的。
详文请阅：噪声与运算放大器电路...
作者：David Guo
运算放大器通常用于在工业流程控制、科学仪器和医疗设备等各种应用中产生高性能电流源。《模拟对话》1967年第1卷第1期上发表的“单放大器电流源”介绍了几种电流源电路，它们可以提供通过浮动负载或接地负载的恒流。在压力变送器和气体探测器等工业应用中，这些电路广泛应用于提供4-mA至20mA或0-mA至20-mA的电流。...
作者：Eric Modica和Michael Arkin
简介
ADI公司的精密和高速运算放大器产品线具有悠久的创新传统。有些创新旨在降低功耗，同时保持甚至改善速度和噪声性能；有些创新旨在通过降低失调、热漂移、电源抑制和共模电压变化来提高精度。
此外，最近的创新已经开始关注与放大器正常工作无关的环境因素。实例包括在放大器前端中集成电磁干扰(EMI)抑制和过压保护(OVP)特性...
作者：James Bryant
简介
比较器是一种带有反相和同相两个输入端以及一个输出端的器件，该输出端的输出电压范围一般在供电的轨到轨之间。运算放大器同样如此。
比较器具有低偏置电压、高增益和高共模抑制的特点。运算放大器亦是如此。
那么两者之间有何区别呢？比较器拥有逻辑输出端，可显示两个输入端中哪个电位更高。如果其输出端可兼容TTL或CMOS(...
模拟电路设计师在设计放大器时，为了使其稳定，煞费苦心。然而在真实世界中，总是有很多情况引起放大器振荡——
不同类型的负载可能使放大器振鸣；
设计不当的反馈网络可能引起不稳定性
电源旁路不够充分也可能引起问题
输入和输出作为单端口系统也还可能自振荡；……
为了解决这些问题，今天我们将同大家共同探讨振荡的常见原因以及补救方法。
基础知识
图 1a...
输入失调电压定义
理想状态下，如果运算放大器的两个输入端电压完全相同，输出应为0 V。实际上，还必须在输入端施加小差分电压，强制输出达到0。该电压称为输入失调电压VOS。输入失调电压可以看成是电压源VOS，与运算放大器的反相输入端串联，如图1所示。
图1：典型的运算放大器输入失调电压
斩波稳定型(也称自稳零)运算放大器的VOS小于1 μV(如AD8538...
我们已经指出，噪声比一些较大噪声源少三分之一至五分之一的任何噪声源都可以忽略，几乎不会有误差。此时，两个噪声电压必须在电路内的同一点测量。要分析运算放大器电路的噪声性能，必须评估电路每一部分的噪声贡献，并确定以哪些噪声为主。为了简化后续计算，可以用噪声频谱密度来代替实际电压，从而带宽不会出现在计算公式中(噪声频谱密度一般用nV/√Hz表示，相当于1 Hz带宽中的噪声)。...
运算放大器输入电压噪声
本教程讨论运算放大器内部产生的噪声，而不是因磁耦合和电耦合而拾取的外部噪声。虽然尽可能降低这种外部噪声也很重要，但本部分仅考虑运算放大器内部噪声。运算放大器内部有数个噪声源(电阻噪声、电流噪声和KT/C噪声等)，但建模时习惯将这些噪声源放到外部，视为一个以差分形式出现在两个输入端上的电压噪声源和两个电流噪声源，每个输入端各一个。这三个噪声源位于理想的“无噪声”...
产品特性
轨到轨输入/输出
低功耗：0.625 mA（±15 V，每放大器典型值）
增益带宽积：15.9 MHz（AV =100，典型值）
单位增益交越频率：9.9 MHz（典型值）
-3 dB闭环带宽：13.9 MHz（±15 V，典型值）
低失调电压：100 μV最大值 (SOIC)
单位增益稳定
高压摆率：4.6 V/μs（...
产品特性
低失调电压：60 μV（最大值，25°C，8 引脚和 14 引脚 SOIC）
低失调电压漂移：1 μV/°C（最大值，8 引脚和 14 引脚 SOIC）
低输入偏置电流：1 nA（最大值，25°C）
低电压噪声密度：8 nV/√Hz（典型值，1 kHz）
大信号电压增益(AVO)：100 dB（最小值，全电源电压和工作
温度范围）...
鉴于运算放大器的规格参数并无既定的标准，本文将讨论ADI公司用来定义运算放大器特性的术语，同时探讨在将已发布数据应用于实际电路时需要注意的限制事项。我们将尽量给出用量来测量这些参数的测试电路。尽管这些测试电路适用于多种运算放大器，但是，像FET、斩波稳定或超快响应放大器之类的特殊放大器可能要求采用不同的测试方法来测量期规格参数。一条通行法则是，进行这类测量时所用电源应具有经 0,1％...
白板演示系列: ADI Matt Duff讲解如何将单极点滤波器与运算放大器配合使用。
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该演示利用ADA4530-1运算放大器业界领先的超低（亚fA级）输入偏置电流性能，以测量光敏发光材料射出的电子流。采用ADA4530-1的可购买微型电流表系统板展现了板级超低泄漏设计技术。
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差分驱动器可以由单端或差分信号驱动。本教程利用无端接或端接信号源分析这两种情况。
情形1：差分输入、无端接信号源
图1显示一个差分驱动器由一个平衡的无端接信号源驱动。这种情况通常是针对低阻抗信号源，信号源与驱动器之间的连接距离非常短。
图1：差分输入、无端接信号源
详文请阅：差分驱动器分析
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作者：Mark Reisiger
概述
在很多应用中，都需要用到能够为负载提供适当功率的放大器；另外还需保持良好的直流精度，而负载的大小决定了目标电路的类型。精密运算放大器能驱动功率要求不足50 mW的负载，而搭配了精密运算放大器输入级和分立功率晶体管输出级的复合放大器可以用来驱动功率要求为数W的负载。 但是，在中等功率范围内却没有优秀的解决方案。 在这个范围内，...
作者：Eamon Nash
不断降低系统功耗的要求以及减少系统中电源电压数量的期望推动着业界向更低电源电压这一趋势发展。降低电源电压、减少电源数量具有明显的优势。其一是可以降低系统功耗，同时还能节省空间。降低总功耗的另一好处在于，将来系统中可能不再需要冷却风扇。
然而，随着传统的±15 V和±12 V系统电源电压逐渐让位于更低的±5 V双极性电源和+5 V及+3.3 V单电源，...
电路功能与优势
数字控制电流源在许多应用中至关重要，如电源管理、电磁阀控制、电机控制、阻抗测量、传感器激励和脉搏血氧仪等。本文介绍三种利用 DAC、运算放大器和 MOSFET 晶体管构建支持串行接口数字控制的电流源。
所选DAC为配有标准串行接口的高分辨率（14 或 16 位）、低功耗CMOS。16 位DAC和图 2），AD5543提供超紧凑(3 mm × 4.7 mm)的 8...
作者：Harry Holt，ADI公司应用工程师
内容提要
对于大多数IC(集成电路)，数据手册上都会列出最大电源电流，但人们常常对其测量条件视而不见。对于某些轨到轨输出运算放大器，某些操作可能会导致电源电流比规定的最大值高出2到10倍。本文探讨在确定最大电源电流时，需要考虑哪些方面；本文的讨论对双极性和CMOS运算放大器均适用。...
电路功能与优势
数字控制电流源在许多应用中至关重要，如电源管理、电磁阀控制、电机控制、阻抗测量、传感器激励和脉搏血氧仪等。本文介绍三种利用 DAC、运算放大器和 MOSFET 晶体管构建支持串行接口数字控制的电流源。
所选DAC为配有标准串行接口的高分辨率（14 或 16 位）、低功耗CMOS。16位DAC AD5543提供超紧凑(3 mm × 4.7 mm)的 8...
运算放大器是最常见的线性设计构建模块之一。想要玩转运算放大器，掌握其基础知识并吃透其原理是一门必修课！
ADI举办的在线研讨会【运算放大器的基础知识】，与大家讨论了运算放大器结构，介绍基本规格并回顾一些用于补偿运算放大器限制的技术以及如何根据具体应用选择运算放大器。
在这里，坛主分享此次研讨会的PPT讲义（见附件），供大家参考学习。
【在线研讨会讲义PPT下载】...